Группа исследователей из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН выяснила, что стимуляция определенного класса ферментов — протеинкиназ C — приводит к повышению концентрации кальция в сердечных клетках. Если они уже были перегружены кальцием, цепочка реакций запустит патологический процесс в миокарде. Статья опубликована в журнале Archives of Biochemistry and Biophysics.
Группа ученых из ИТЭБ РАН исследовала роль одного класса протеинкиназ — протеинкиназы С. Активность этих ферментов зависит от концентрации кальция внутри клетки, который также необходим для сокращения сердечных клеток. Нарушения обмена кальция в кардиомиоцитах связывают с развитием заболеваний сердца. Ученые активировали протеинкиназу С с помощью имидазолиновых рецепторов первого типа специфическим лигандом рилменидином. Эксперимент помог детально описать механизмы изменения кальциевой пластичности при переходе сердечных клеток из нормального состояния в патологическое.
«Мы выяснили, что стимуляция протеинкиназы С в кардиомиоцитах активирует рианодиновые кальциевые каналы во внутриклеточных депо, приводя к повышению концентрации кальция внутри клетки. При этом конечный эффект зависел от концентрации кальция в сердечной клетке в текущий момент времени: если в клетке было мало кальция, то протеинкиназа С повышала его локально, на небольшие значения. Если кардиомиоцит был уже перегружен кальцием (т. е. в цитоплазме его было много), то протеинкиназа С запускала спонтанные кальциевые осцилляции большой амплитуды», — объясняет соавтор работы, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН Юрий Кокоз.
Фосфорилирование это универсальный механизм управления работой белков. Этот процесс заключается в прикреплении к белковой молекуле отрицательно заряженного остатка фосфорной кислоты, который меняет конформацию белка и ее активность. Ферменты, отвечающие за присоединение остатка фосфата к белкам, называются протеинкиназами, в обратном направлении действуют фосфатазы. Знания о том, как конкретная протеинкиназа влияет на конкретный белок, зачастую отрывочны. Подробное выяснение ролей каждого из этих ферментов позволит лучше понять механизмы регуляции работы многих клеток, в том числе клеток миокарда.
Как выяснили ученые, протеинкиназа С регулирует чувствительность миокардиальных сократительных белков к кальцию. В норме это приводит к более эффективному выполнению сократимой функции миокарда, однако при чрезмерной стимуляции может быть чревато нарушением нормальной работы сердца. Скрининг возможных изоформ семейства протеинкиназы С в кардиомиоцитах левого желудочка сердца показал большое разнообразие. Эти данные могут быть полезны для дальнейшего выяснения роли каждой из изоформ в функционировании миокардиальных тканей.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
